Erkundung verschiedener Arten von Sandfiltern: Schwerkraft-, Druck- und langsame Sandfilter

Sandfilter sind ein integraler Bestandteil der Wasseraufbereitungsindustrie. Sie wirken auf mysteriöse Weise, entfernen Verunreinigungen und gefilterte Feststoffpartikel und sorgen so für sicheres Trinkwasser. In dieser Welt der Sandfilter gibt es jedoch eine große Vielfalt an unterschiedlichen Typen, jeder mit seinen eigenen Stärken und seiner Eignung für bestimmte Umstände. Der folgende Artikel behandelt die drei Haupttypen Schwerkraft-, Druck- und Langsamsandfilter sowie deren Funktionen, Vorteile, Einschränkungen und Auswahlmöglichkeiten für Sandfilter.

1 Schwerkraft-Sandfilter

Insbesondere die Schwerkraft-Sandfilter machen sich die Schwerkraft zunutze. Aufgrund seiner Dichte fließt das Wasser durch ein sehr detailliertes Entwässerungssystem auf sorgfältig abgestuftem Sandboden. Durch diese Exkursion werden Verunreinigungen (z. B. Sedimente, Trübstoffe und sogar einige Mikroorganismen) im Geweberaum zwischen den Sandpartikeln eingeschlossen. Dieses einfache, aber effektive Design bietet mehrere Vorteile:

·  Sie sind einfach aufgebaut, was ihre Funktion und Wartung unkompliziert macht. Dies liegt daran, dass ihre einfache Konstruktion die anfänglichen Investitionskosten aufgrund der Komplexität der Maschinen senkt.

·  Schwerkraftfilter entfernen Trübstoffe und Schwebstoffe und bringen das Wasser in seinen natürlichen Zustand zurück, der kristallklar und sauber ist. Sie eignen sich auch für Systeme mit konstanter Wasserquelle und mäßiger Wasserverschmutzung.

·  Schwerkraftfilter sind autarke Systeme, da sie nur eine minimale externe Energiezufuhr benötigen. Sie nutzen die Schwerkraft, um einen konstanten Wasserfluss zu gewährleisten, und bieten so Vorteile in puncto Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz für Orte, an denen die Stromversorgung eine begrenzte Ressource ist.

Allerdings haben Schwerkraftfilter auch ihre Grenzen:

·  Sie sollten über einen erhöhten Speichertank verfügen, um genügend hydraulischen Druck für den Wasserfluss zu erzeugen. Dies kann an Orten eine Herausforderung darstellen, an denen die für solche Zwecke verfügbare Fläche stark eingeschränkt ist.

·  Schwerkraftfilter sind langsamer als andere Typen, da sie normalerweise mit niedrigen Durchflussraten arbeiten. Dies bedeutet, dass dieser Faktor bei der Beurteilung der Unterstützungsbedürftigkeit berücksichtigt werden muss.

·  Schwerkraftfilter werden bekanntermaßen stark durch Wasser mit hoher Trübung oder vielen Mikroben beeinträchtigt. Dies ist der Hauptgrund, warum Schwerkraftfilter unwirksam sind.

2 Drucksandfilter

Drucksandfilter verwenden eine externe Pumpe, die als Antriebskraft fungiert, das Rohwasser unter Druck setzt und es durch das Sandmedium drückt. Ähnlich wie Schwerkraftfilter fangen Druckfilter Verunreinigungen im Sandbett auf. Diese Methode bietet folgende Vorteile:

·  Druckfilter ersetzen Hochbehälter und sind daher die beste Wahl für Standorte mit unzureichendem Platzangebot. Ihre geringe Größe ermöglicht möglicherweise mehr Flexibilität hinsichtlich des Standorts.

·  Druckfilter können im Vergleich zu Schwerkraftfiltern höhere Durchflussraten bewältigen. Sie eignen sich außerdem hervorragend zur Behandlung von Wasser mit höherer Trübung und sind daher für verschiedene Anwendungen geeignet.

·  Druckfilter bieten mehr Flexibilität hinsichtlich der Zulaufwasserqualität und weisen eine bessere Toleranz gegenüber schwankenden Trübungswerten auf.

Druckfilter haben jedoch auch Nachteile:

·  Der Dauerbetrieb von Pumpen führt aufgrund des kontinuierlichen Energieverbrauchs zu höheren Betriebskosten.

·  Druckfilter sind in ihrer Konstruktion komplexer als Schwerkraftfilter. Dies kann erfahrenes Personal für Wartungsaufgaben und Fehlerbehebung erfordern.

3 Langsame Sandfilter

Langsame Sandfilter funktionieren nach einem Prinzip, das auf einer völlig anderen Philosophie beruht. Solche Filter arbeiten mit wesentlich geringeren Geschwindigkeiten als ihre Gegenstücke. Diese Anordnung führt zur Bildung eines Biofilms auf dem Sandbett, das sich im oberen Teil der Oberfläche befindet. Biofilm besteht aus nützlichen Mikroorganismen und eingeschlossener organischer Substanz und unterstützt die Filtration. Sie haben bestimmte Vorteile:

·  Langsamsandfilter sind äußerst wirksam bei der Entfernung von Bakterien und Viren, die beide eine Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen. Die Biofilmschicht stellt eine biologische Barriere von immenser Spezifität dar und reduziert die mikrobielle Belastung des aufbereiteten Wassers erheblich.

·  Diese Filtertypen zeichnen sich durch eine einfach zu montierende Konstruktion aus und benötigen wenig Energie von außen. Dadurch sind sie umweltfreundlich und nachhaltig und benötigen in diesen Fällen keine weitere Wartung.

Allerdings haben langsame Sandfilter auch Einschränkungen:

·  Da Langsamsandfilter aufgrund ihrer sehr geringen Durchflussraten einen hohen Platzbedarf haben, benötigen sie eine große Filterfläche, um die erforderliche Dosierung zu erreichen. Aus diesem Grund werden sie in Städten nicht häufig für großflächige Zwecke eingesetzt.

·  Stark trübes Zulaufwasser neigt dazu, die hohen Filtrationsraten langsamer Sandfilter leicht zu verstopfen, was eine regelmäßige Wartung erforderlich machen kann. Damit die Wasserqualität gleichmäßig bleibt, müssen vor den Filtrationsschritten Vorbehandlungsprozesse durchgeführt werden.

·  Langsame Sandfilter funktionieren einwandfrei, wenn die obere Sandschicht, die nun das alte Biomaterial enthält, regelmäßig entfernt wird. Der erforderliche Behandlungsaufwand sollte entsprechend der Qualität des Zulaufwassers genau geprüft werden.

Auswahl des geeigneten Sandfilters

Die Auswahl des am besten geeigneten Sandfiltertyps erfordert die sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren:

·  Die Gesamtzahl der Schwebstoffe, der Mikrobiota und der organischen Belastung des Quellwassers wirken sich direkt auf die Art des einzusetzenden Filters aus. Beispielsweise sind Druckfilter aufgrund ihrer hervorragenden Leistung bei hoher Trübung hierfür die beste Wahl, während sich Langsamsandfilter als die effizientesten Filter zur Entfernung von Krankheitserregern herausstellen.

·  Je nach benötigter Menge an aufbereitetem Wasser pro Zeiteinheit werden vom Filter die jeweilige Filtergröße und der Filtertyp vorgeschlagen. Druckbehandlungs- und Schwerkraftfilter weisen im Vergleich zu den niedrigen Fließgeschwindigkeiten langsamer Sandfilter wesentlich schnellere Durchflussraten auf.

·  Schwerkraftfilter sind die praktischste Option mit niedrigen Betriebskosten. Allerdings benötigen sie mehr Platz als kompakte Druckfilter, die höhere Betriebskosten verursachen. Darüber hinaus sind Sandfilter mit beweglichem Bett teuer und erfordern eine hohe Anfangsinvestition.

·  Schwerkraft- und Druckfilter weisen normalerweise nicht die Komplexität hinsichtlich Betrieb und Wartung auf, die bei langsamen Sandfiltern erforderlich sein kann, die je nach Quellwasserqualität und biologischem Filmmanagement Anpassungen erfordern können.

Jede Art von Sandfilter ist eine „spezifische“ Lösung für ein Wasseraufbereitungsproblem und spielt bei der Wasseraufbereitung eine „unverzichtbare“ Rolle. Schwerkraftfilter eignen sich aufgrund ihrer Reichweite und Energieeffizienz für Situationen, in denen eine konstante Wasserquelle vorhanden ist, ein akzeptabler Verschmutzungsgrad vorliegt und eine mäßige Kontamination des Wassers vorliegt. Druckfilter, riesige Motoren und überraschend feuchtigkeitsempfindliche Herde sorgen für die richtige Balance zwischen Durchflussrate und Wasserqualität. Langsame Sandfilter, die ein Wunderwerk biologischer Funktionsweise sind, eignen sich hervorragend zur Entfernung von Krankheitserregern und stellen eine potenziell neue Möglichkeit für einen chemiefreien Ansatz dar. Der Platzbedarf ist jedoch ein wichtiges Element, das gut geplant und verwaltet werden muss. Durch die Bestimmung der individuellen Kapazitäten und Kapazitätsgrenzen aller Typen kann man effektiv den Sandfilter der Wahl auswählen, um sauberes und lebensgeschütztes Wasser zu erhalten, angepasst an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung.